问题

用手包住灯管,为什么会呈红色?红色中间的阴影是骨头吗?

回答
当你用手包住一个光线充足的灯管时,你会发现手掌和手指透出一种温暖的红色。这确实是一个有趣的现象,背后涉及一些关于光线和我们身体的科学知识。

首先,我们看到的东西,无论是物体本身还是它的颜色,其实都是光线与物体发生相互作用的结果。我们眼睛里的视网膜上有两种感光细胞:视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞负责感知颜色和细节,而视杆细胞主要在光线较弱时起作用,但对颜色不敏感。我们之所以能看到颜色,是因为不同颜色的光波长不同,当它们照射到物体上,一部分光波被物体吸收,另一部分则被反射或透射出来,进入我们的眼睛,最终被我们的视锥细胞感知为不同的颜色。

现在我们来看看,为什么你的手包住灯管会呈现红色。这与灯管发出的光线成分以及你的手掌的特性有关。

大多数我们日常生活中接触到的灯管,尤其是白炽灯或者很多荧光灯,它们发出的光线并非纯粹的单一颜色,而是包含了不同波长的可见光,也就是我们常说的“光谱”。这个光谱通常是连续的,从红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫都有包含,只是不同颜色的比例不同。

你的手掌,尤其是手掌和手指的皮肤,并不是完全不透明的。虽然皮肤看起来不透光,但它确实允许一部分光线穿透。皮肤的结构,包括表皮、真皮层,以及皮下的血液,对不同波长的光线有不同的吸收和散射能力。

血液是关键:你的手指和手掌里有大量的毛细血管,里面流淌着血液。血液之所以是红色的,是因为其中含有血红蛋白,而血红蛋白能够有效地结合氧气。血红蛋白对于吸收光谱中的蓝光和绿光非常有效,但它对红光(长波长)的吸收相对较少,反而会将大部分红光反射或透射出来。

所以,当灯管的光线照射到你的手上时:

1. 光线穿透:一部分光线会穿透你的皮肤。
2. 吸收与反射:穿透的光线在皮肤内部,特别是遇到毛细血管时,血液中的血红蛋白会大量吸收蓝光和绿光部分。
3. 透射与反射:由于红光被吸收得最少,大部分红光要么被皮肤深层组织反射回外面,要么就直接穿透了手指,显示出一种透光性。

你看到的“红色”其实是这些透过皮肤并在皮肤内部被反射或散射回来的红光,它们进入你的眼睛,让你感知到手的颜色是红色的。这就像将彩色玻璃纸放在灯管前,玻璃纸吸收了部分颜色的光,只让特定颜色的光穿过一样。你的手掌就像一张特殊的“滤光片”。

至于你提到的“红色中间的阴影是骨头吗?”——这个说法是错误的,或者说是一种误解。

在透光的情况下,我们看到的是手指的整体轮廓,并没有明确的“骨头阴影”。之所以你会觉得中间似乎有些“不同”或者“颜色深浅变化”,那可能是因为:

手指的厚度不均:你的手指并非是均匀厚度的圆柱体。手指关节、骨骼的分布使得某些部位更厚,而某些部位相对薄一些。当光线穿透不同厚度的组织时,透过的光量和最终被反射/散射回来的光量会有差异。
血液分布的不均匀:毛细血管的分布也不是完全均匀的。在骨骼突出的地方或者关节的部位,血液的密度可能略有不同。
光线的散射和衍射:光线在穿过手指内部时,会发生复杂的散射和衍射。这些物理现象可能会在视觉上造成一些明暗或颜色上的变化,产生一些模糊的图案,但这些并非是骨头的清晰阴影。

骨头本身是白色或淡黄色的,并且它对光线的吸收和反射方式与软组织是不同的。 如果你能看到骨头的阴影,那需要非常特定且强烈的背光条件,并且通常会是透光效果极佳的薄皮肤或结构才能显示出来,而且那也不是我们通常包住灯管时看到的那种红色中间的“阴影”。我们手部的骨头也相对厚实,会阻挡很多光线,如果直接显示阴影,那反而应该是更暗、更不透光的区域,与你描述的“红色中间的阴影”并不相符。

所以,你看到的红色是光线穿透皮肤、被血液吸收蓝绿光、然后反射和透射出红光的综合结果。而那些所谓的“阴影”更可能是由于手指内部结构(如脂肪、肌肉、关节厚度)和血液分布不均造成的视觉效果,并非骨头的直接阴影。

下次你可以尝试用不同强度的灯光,或者用其他颜色更深的物体代替手包住灯管,观察颜色的变化,这样能更直观地体会光与物质的相互作用。例如,用另一只手包住,或者用一张红色的、半透明的纸,都能帮助你理解这个原理。

网友意见

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正好手头有脊椎动物的例子:

南美角蛙(Ceratophrys cranwelli),红色血液,正常是这样的:

后腿部打光:

像不像手捂住的效果?

再来个蓝色血液的。

牛奶蛙Trachycephalus resinifictrix:

不打光:

打光:

天底下没有蛤解决不了的问题

......

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